ISO 20283-4-2012 Mechanical vibration - Measurement of vibration on ships - Part 4 Measurement and evaluation of vibration of the ship propulsion machinery《机械振动.pdf

1、 ISO 2012 Vibrations mcaniques Mesurage des vibrations bord des navires Partie 4: Mesurage et valuation des vibrations des machines de propulsion des navires Mechanical vibration Measurement of vibration on ships Part 4: Measurement and evaluation of vibration of the ship propulsion machinery NORME

2、INTERNATIONALE ISO 20283-4 Premire dition 2012-04-15 Numro de rfrence ISO 20283-4:2012(F) ISO 20283-4:2012(F)ii ISO 2012 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2012 Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni uti

3、lise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie, laffichage sur linternet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO dans le pays du de

4、mandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2014 Publi en Suisse ISO 20283-4:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos iv Introduction v 1 Domai

5、ne dapplication . 1 2 Rfrences normatives . 1 3 T ermes et dfinitions . 1 4 Essais de vibrations . 3 4.1 Instrumentation . 3 4.2 Conditions dessai . 4 4.3 Mode opratoire dessai 5 4.4 Traitement des donnes . 5 4.5 Mesurages . 6 5 Critres dvaluation .18 6 Rapport dessai 18 Annexe A (informative) Manuv

6、res, mesurages des transitoires 20 Annexe B (informative) valuation des vibrations au niveau des propulseurs orientables mcaniques (par exemple, propulseurs orientables Schottel) et des lignes darbres par mesurages sur les parties non tournantes .21 Annexe C (informative) v aluation des vibr ations

7、dun pr opulseur V oithS chneider par mesurages sur des parties non tournantes .22 Bibliographie .24 ISO 20283-4:2012(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes i

8、nternationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. L

9、 ISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les procdures utilises pour laborer le prsent document et celles destines sa mise jour sont dcrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulie

10、r de prendre note des diffrents critres dapprobation requis pour les diffrents types de documents ISO. Le prsent document a t rdig conformment aux rgles de rdaction donnes dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www. iso.org/directives). Lattention est appele sur le fait que certains des lments

11、du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. Les dtails concernant les rfrences aux droits de proprit intellectuelle ou au

12、tres droits analogues identifis lors de llaboration du document sont indiqus dans lIntroduction et/ou dans la liste des dclarations de brevets reues par lISO (voir www.iso.org/brevets). Les appellations commerciales ventuellement mentionnes dans le prsent document sont donnes pour information, par s

13、ouci de commodit, lintention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement. Pour une explication de la signification des termes et expressions spcifiques de lISO lis lvaluation de la conformit, ou pour toute information au sujet de ladhsion de lISO aux principes de lOMC concernant les ob

14、stacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos Informations supplmentaires. LISO 20283-4 a t labore par le comit technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mcaniques, et leur surveillance, sous-comit SC 2, Mesure et valuation des vibrations et chocs mcaniques intressant les

15、machines, les vhicules et les structures. LISO 20283 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Vibrations mcaniques Mesurage des vibrations bord des navires: Partie 2: Mesurage des vibrations structurelles Partie 3: Mesurage des vibrations des quipements de bord avant leur install

16、ation Partie 4: Mesurage et valuation des vibrations des machines de propulsion des navires La partie suivante est prvue: Partie 1: Lignes directrices gnralesiv ISO 2012 Tous droits rservs ISO 20283-4:2012(F) Introduction En gnral, les socits de classification demandent une tude numrique sur le comp

17、ortement vibratoire torsionnel du systme de propulsion des navires de haute mer lors de la phase de conception pour lutiliser comme base dapprobation de la conception. Selon les rsultats de cette tude et le type dinstallation prendre en considration, dautres tudes spcifiques sur les vibrations de to

18、rsion peuvent tre ncessaires des fins de vrification. Des critres explicites pour lvaluation des chargements de torsion sont donns dans les rglements des socits de classification internationales ainsi que sous la forme dexigences unifies (UR, Unified Requirements) de lAssociation internationale des

19、socits de classification, en particulier lIACS UR M68, 10laccent tant mis sur les pices de transmission de couple, telles que les arbres, les engrenages, les accouplements et les raccordements. Des tudes sur le comportement vibratoire en flexion de larbre ainsi que sur les vibrations axiales du syst

20、me de propulsion ou du vilebrequin peuvent tre exiges par les socits de classification dans le cas exceptionnel o la conception particulire du systme les rend ncessaires. Les systmes de propulsion peuvent tre exposs des vibrations de grande amplitude dont la source dexcitation est, en gnral, le mote

21、ur et/ou lhlice. En plus des critres numriques pour lvaluation des vibrations de torsion, dautres exigences particulires peuvent tre dictes, comme celles visant viter une inversion de charge dans la chane cinmatique. En gnral, des composants mcaniques peuvent tre parfaitement conus pour lutilisation

22、 en inversion de charge; toutefois, certaines exigences spcifiques en ce sens sont galement bases sur une utilisation souple du systme et sont par consquents mises en avant par les armateurs ou exploitants de navires spciaux tels que les btiments militaires ou les yachts. Il convient que lutilisateu

23、r de la prsente partie de lISO 20283 garde lesprit que, pour lvaluation des donnes mesures sur les systmes de propulsion des navires, il convient de prendre en compte les rgles de la socit de classification responsable du navire dans leur dernire dition ou lIACS UR en vigueur. Si des problmes concer

24、nant la prsente partie de lISO 20283 sont directement ou indirectement soulevs par les rgles de la socit de classification retenue ou par dautres rglements internationaux contraignants, tels que ceux de lOrganisation Maritime Internationale (OMI), la Convention internationale pour la sauvegarde de l

25、a vie humaine en mer (SOLAS) et le UK Maritime and Coastguard Agency, il convient que le choix de la mthode de mesurage applique, quelle soit ou non spcifie dans la prsente partie de lISO 20283, respecte lesprit de ces rgles ou rglements. ISO 2012 Tous droits rservs v Vibrations mcaniques Mesurage d

26、es vibrations bord des navires Partie 4: Mesurage et valuation des vibrations des machines de propulsion des navires 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 20283 donne des lignes directrices pour les modes opratoires dinstrumentation, de mesurage et de traitement des donnes ncessaires lobt

27、ention de donnes de vibrations fiables sur les systmes de propulsion des navires. Elle donne galement des lignes directrices pour lapplication de techniques de mesurage spcifiques, qui sont usuelles et adquates pour mesurer les vibrations mcaniques sur les systmes de propulsion des navires de haute

28、mer et fluviaux. Il est possible dappliquer les techniques de mesurage un moteur diesel et des systmes de propulsion turbine ou lectriques en prenant toujours en considration les limites dapplication spcifiques de chaque mode opratoire dcrit individuellement. Les modes opratoires spcifis dans la prs

29、ente partie de lISO 20283 se concentrent sur les vibrations mcaniques rptitives (rgime tabli ou quasi-tabli, comme un balayage) et peuvent par consquent ne pas tre adapts au mesurage et lvaluation de signaux transitoires, de signaux variant trs rapidement et de signaux de chocs. La prsente partie de

30、 lISO 20283 spcifie essentiellement des techniques pour mesurer les vibrations mcaniques du systme de propulsion principal au cours des essais en mer. Des principes de mesurage identiques ou similaires peuvent galement tre utiliss dautres fins, telles la surveillance des performances, ltude de vibra

31、tions anormales en service et lvaluation de ltat des lments rpars. Cependant, dans de tels cas, il est ncessaire dadapter le mode opratoire de mesurage aux besoins spcifiques. 2 Rfrences normatives Les documents ci-aprs, dans leur intgralit ou non, sont des rfrences normatives indispensables lapplic

32、ation du prsent document Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 2041:2009, Vibrations et chocs mcaniques, et leur surveillance Vocabulaire. 3 T ermes et dfinitio

33、ns Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions donns dans lISO 2041 et ci-aprs sappliquent. 3.1 route libre tat atteint lorsque le navire se dplace vitesse constante en ligne droite avec une variation de cap maximale de 2 et sans variation du rgime moteur SOURCE: ISO 20283-2:2008,

34、3.3 NORME INTERNATIONALE ISO 20283-4:2012(F) ISO 2012 Tous droits rservs 1 ISO 20283-4:2012(F) 3.2 svrit vibratoire valeur, ou ensemble de valeurs, comme une valeur maximale, une valeur moyenne ou une valeur efficace, ou dautres paramtres dcrivant les vibrations, ayant trait des valeurs instantanes

35、ou des valeurs moyennes SOURCE: ISO 2041:2009, 2.51 Note 1 larticle: la svrit vibratoire est un terme gnrique qui a t utilis dans le pass en relation avec la vitesse de vibration. Toutefois, il est dsormais plus gnralement utilis pour dcrire dautres units de mesurage, telles que le dplacement et lac

36、clration. 3.3 valeur de crte valeur maximale dune vibration pendant un intervalle de temps spcifi SOURCE: ISO 2041:2009, 2.44 Note 1 larticle: une valeur de crte est habituellement considre comme lcart maximal de cette vibration avec la valeur moyenne. Une valeur de crte positive est lcart maximal p

37、ositif et une valeur de crte ngative est lcart maximal ngatif, voir Figure 1. Note 2 larticle: en matire de vibrations, la valeur de crte est habituellement comprise comme la moiti de la valeur crte crte (dune vibration) puisque les valeurs de crte positive et ngative peuvent tre diffrentes; voir ga

38、lement 3.4. 3.4 valeur crte crte diffrence de vibration entre la valeur positive maximale et la valeur ngative maximale dune vibration dans un intervalle spcifi SOURCE: ISO 2041:2009, 2.45 Note 1 larticle: voir Figure 1. 3.5 v a leu r ef f i c a c e valeur quadratique moyenne de vibration (calcule p

39、ar la racine carre de la somme des carrs de lamplitude) dun spectre de transforme de Fourier rapide avec une largeur de bande dfinie ou dun signal temporel pendant un intervalle de temps spcifi (par exemple, une priode de la frquence fondamentale) EXEMPLE 1 Une valeur efficace dans un intervalle de

40、temps t 1 t 2 EXEMPLE 2 Une valeur efficace dun spectre dune transforme de Fourier rapide (FFT) avec N raies spectrales Voir Figure 1. Note 1 larticle: la prsente dfinition de la valeur efficace dun spectre est obtenue partir de la dfinition plus gnrale du spectre efficace donne par lISO 2041:2009,

41、5.11, adapte une utilisation courante en matire de vibrations. Note 2 larticle: pour les ondes sinusodales, la valeur efficace est la valeur de crte divise par 2.2 ISO 2012 Tous droits rservs ISO 20283-4:2012(F) Note 3 larticle: en cas de source dexcitation mixte, il convient dappliquer un fentrage.

42、 Dautres facteurs doivent tre inclus pour donner une valeur efficace de la forme: oB est le coefficient de largeur de bande de bruit de la fentre en fonction de la fentre de pond- ration temporelle:B = 1,5 pour une fentre de Hanning, B =3,77 pour une fentre flat top, B = 1 sans fentre de pondration

43、temporelle,X n est lamplitude de la bande troite obtenue par FFT. Lgende 1 valeur de crte, 2 valeur crte crte, de - + 3 valeur efficace 4 dure de la priode Figure 1 Valeurs dune vibration u(t) ( s i m p l i f i e s p o u r u n e o n d e s i n u s o d a l e ) 4 Essais de vibrations 4.1 Instrumentatio

44、n Les capteurs, le conditionnement du signal et lquipement de stockage de donnes doivent tre capables deffectuer des mesurages prcis dans la plage de frquences, laquelle doit tre adquate pour les quantits de vibrations mesurer. Il convient que les techniques de mesurage utilises soient capables de m

45、aintenir une exactitude de 10 %. Il convient que les parties concernes, savoir le chantier ou le constructeur, le propritaire, la socit de classification et le fournisseur, dfinissent une plage de frquences convenable pour les mesurages en fonction des quantits mcaniques mesurer. titre de ligne dire

46、ctrice gnrale, une limite suprieure de frquence de 1 000 Hz est normalement utilise et suffisante pour les mesurages de vibrations linaires. Pour les mesurages par extensomtrie de forces ou de couples ou dautres mesurages sur les parties tournantes du systme de propulsion, une limite de frquence sup

47、rieure de 100 Hz pour les moteurs lents deux temps et de 400 Hz pour les moteurs quatre temps est suffisante (pour les moteurs quatre temps, la frquence suprieure doit tre gale ou ISO 2012 Tous droits rservs 3 ISO 20283-4:2012(F) suprieure au produit de la vitesse de rotation maximale par le nombre de cylindres). Pour les mesurages dacclration sur les rducteurs, des frquences plus leves peuvent tre app